Об одном методе определения параметрической чувствительности фазовых координат динамических систем
Авторы: Тушев О.Н., Беляев А.В.
Опубликовано в выпуске: #7(103)/2020
DOI: 10.18698/2308-6033-2020-7-1995
Раздел: Механика | Рубрика: Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры
Предложен рациональный метод определения функций чувствительности первого и второго порядков фазовых координат к изменению параметров системы и внешнего воздействия. При этом интегрировать громоздкие цепочносвязанные системы дифференциальных уравнений относительно функций чувствительности различного порядка не требуется. Введен вектор дополнительных переменных (инвариантов) такой же размерности, как вектор фазовых координат. Для его нахождения получено сопряженное линейное неоднородное дифференциальное уравнение, которое необходимо интегрировать в обратном времени. Через этот вектор независимо друг от друга можно в интегральной форме вычислить любые функции чувствительности. При выводе и решении сопряженного уравнения не использованы допущения, понижающие точность результата или ограничивающие возможности метода. Линейность уравнения относительно инвариантов допустила перейти к более удобной форме решения, позволяющей с помощью рекуррентного соотношения вычислить необходимые функции чувствительности последовательно во времени, начиная с начальной точки. Для этого решение уравнения выражено через фундаментальную матрицу, которая в вычислительном отношении трактуется как мультипликативный интеграл.
Литература
[1] Розенвассер Е.Н., Юсупов Р.М. Вклад ленинградских ученых в развитие теории чувствительности систем управления. Труды СПИИРАН, 2013, № 2 (25), с. 13–41.
[2] Бушуев А.Ю., Яковлев Д.О. О подходе к оптимизации упругих конструкций по частотным характеристикам. Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2011, № S3, с. 66–69.
[3] Розенвассер Е.Н., Юсупов Р.М. Чувствительность систем управления. Москва, Наука, 1981, 464 с.
[4] Хог Э., Чой К., Комков В. Анализ чувствительности при проектировании конструкций. Москва, Мир, 1988, 428 с.
[5] Хуан Ш., Костин В.А., Лаптева Е.Ю. Применение метода анализа чувствительности для решения обратной задачи ползучести кессона конструкции на основе модели суперэлементов. Вестник Московского авиационного института, 2018, т. 25, № 3, с. 64–72.
[6] Тушев О.Н., Березовский А.В. Чувствительность собственных значений и векторов к вариациям параметров конечно-элементных моделей конструкции. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2007, № 1, с. 35–44.
[7] Хейлен В., Ламменс С., Сас П. Модальный анализ: теория и испытания. Москва, Новатест, 2010, 319 с.
[8] Бацева О.Д., Дмитриев С.Н. Учет высших тонов колебаний при вычислении чувствительности собственных форм колебаний к вариациям параметров механической системы. Инженерный журнал: наука и инновации, 2018, вып. 7. DOI: 10.18698/2308-6033-2018-7-1785
[9] Тушев О.Н., Березовский А.В. Определение спектральных плотностей динамических характеристик нелинейной модели конструкции. Известия РАН. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2013, № 1, с. 18–27.
[10] Иванов В.Н., Домбровский И.В., Шевелев Н.А. Численная идентификация параметров динамического поведения элементов машиностроительных конструкций. Вычислительная механика сплошных сред, 2011, т. 4, № 3, с. 58–67.
[11] Спиди К., Браун Р., Гудвин Дж. Теория управления. Москва, Мир, 1973, 248 с.
[12] Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. Москва, Физматлит, 2010, 558 с.